稀土类磁体的制造方法和用该方法制造的稀土类磁体的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种稀土类磁体的制造方法和用该方法制造的稀土类磁体。该方法包括：去除磁体成形体的角部的步骤；在去除所述角部后的磁体成形体的表面施用涂料的步骤；以及，在去除角部后的磁体成形体的表面形成树脂保护膜的步骤。所述树脂保护膜由水性涂料形成。通过该方法制造的稀土类磁体表面被树脂保护膜均匀一致地包覆，具有优异的抗锈蚀能力。
【专利说明】稀土类磁体的制造方法和用该方法制造的稀土类磁体
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种稀土类磁体的制造方法，特别是一种在磁体表面形成均匀一致的树脂保护膜的稀土类磁体的制造方法，以及利用该方法制造的稀土类磁体。
【背景技术】
[0002]作为稀土类磁体，已知例如有SmCo5系、Sm2Co17系、Sm-Fe-N系、R-T-B系(R表示Nd或是其一部分由稀土类元素替换的物质、T表示Fe或是其一部分由过渡金属替换的物质)，可以作为高性能永久磁体使用。其中，由于R-T-B系稀土类磁体主要使用比钐(Sm)更丰富存在、价格比较便宜的钕(Nd)等作为稀土元素，再加上铁(Fe)等过渡金属也便宜，并且具有与Sm-Co系等磁体同等以上的磁性能，所以特别受到关注。但是，由于R-T-B系稀土类磁体含有容易被氧化的稀土元素和铁等过渡金属作为主要成分，所以存在耐腐蚀性比较低、性能劣化和偏差等问题。
[0003]以改善这种稀土类磁体耐腐蚀性低为目的，现在广泛采用电镀镍、蒸镀、电泳和喷涂树脂等方法在磁体表面上形成保护膜。电镀镍因为存在针孔，使得磁体在盐雾条件下很容易生锈。同时，镍镀层会对磁体产生磁屏蔽效应。蒸镀因为需要大规模的设备而难以低成本地实现。电泳形成的树脂保护膜由于工艺方法的限制，膜和磁体基体的结合力一直难以提高。用喷涂树脂的方法在磁体表面形成的保护膜，使磁体的抗锈蚀性和膜与基体的结合力都有了很大改善，但由于树脂本身是高分子聚合物，分子量大，粘度高，要使其能够被喷枪均匀雾化后喷洒到磁体上形成均匀一致的保护膜，就需要用溶剂对树脂进行稀释。这种经过稀释的混合物就是我们通常熟悉的涂料。
[0004]目前广泛使用的溶剂性涂料的溶剂中含有大量挥发性有机化合物(VOC)。VOC污染导致的生命风险与二手烟相等，比自来水污染导致的生命风险大100倍。因此，各国现在纷纷出台控制VOC的法规，以保护环境和人类健康。世界各主要涂料生产厂商也在积极研制水性涂料以期降低VOC。
[0005]专利文献I公开了一种具有防锈性能的粘结稀土磁体的制造方法，该方法中用于形成树脂保护膜的电泳溶液是水性溶液，通过去除磁体的角部，使得在磁体角部的涂料可减轻流动，从而在磁体角部形成的保护膜厚度与磁体其他部位一致。但由于电泳涂装是利用外加电场使悬浮于电泳液中的颜料和树脂等微粒定向迁移并沉积于电极的基底表层，电场不均匀分布的特点使树脂更易聚集附着于磁体的角部，因而去除较小部分的角部，如专利文献I中公开的100 μ m以上的范围，即能达到较好耐锈蚀效果。但对于喷涂的方法来说，该角部去除范围不能满足本发明制造的磁体的耐锈蚀要求。
[0006]引证f件
[0007]专利文献1:日本特开平3-11712号公报
【发明内容】
[0008]本发明的目的，就是提供一种在磁体的角部和非角部部位形成均匀一致的树脂保护膜，从而使该磁体具有优异的抗锈蚀能力的稀土类磁体的制造方法。
[0009]本发明提供的稀土类磁体的制造方法包括:去除磁体成形体的角部的步骤；在去除所述角部后的磁体成形体的表面施用涂料的步骤；以及，在所述表面形成树脂保护膜的步骤。
[0010]优选地，所述角部被去除后在所述角部部位形成曲面，所述曲面的曲率半径在150 μ m 以上，400μπι 以下。
[0011]所述涂料优选为不含六价和三价铬化合物的水性涂料，更优选为含金属粉的环氧树脂水性涂料。所述金属粉优选为Z η粉、Al粉或锌铝合金粉。所述水性涂料优选还含有触变剂，所述触变剂为纤维素衍生物、聚乙烯醇或改性脲溶液。
[0012]优选地，在施用所述水性涂料之前对所述表面进行表面处理的步骤；以及，在施用所述水性涂料之后，在40-80°C对所述表面进行预干燥的步骤。
[0013]本发明还提供一种稀土类磁体，用本发明的稀土类磁体的制造方法制造，所述树脂保护膜的厚度为5-40 μ m,优选为10-25 μ m。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明一个【具体实施方式】的稀土类磁体的制造方法的流程图；
[0015]图2是烧结磁体成形体的角部被去除后形成的曲面曲率半径大约为100 μ m时，在电子数字显微镜下的角部部位和非角部部位保护膜厚度的测量图；
[0016]图3A和3B是烧结磁体成形体的角部被去除后形成的曲面曲率半径大约为200 μ m时，在电子数字显微镜下的角部部位和非角部部位保护膜厚度的测量图，其中图3A示出角部部位的保护膜厚度，图3B示出非角部部位的保护膜厚度。
【具体实施方式】
[0017]以下将结合附图对本发明的一个【具体实施方式】进行说明。
[0018]图1示出了本发明一个【具体实施方式】的稀土类磁体的制造方法流程图。R-T-B系稀土类磁体成形体(以下简称成形体)的制备由公知的技术和制造方法完成。其中烧结成形体的制备，通常是按一定的合金配方真空熔炼浇铸制备合金锭，然后对该合金锭进行破碎制粉，制得的粉末通过在磁场中加压取向成形得到压坯，再将压坯在真空烧结炉中进行烧结，最后进行回火处理得到烧结成形毛坯。随后，按照一定尺寸对该毛坯进行机械加工，得到所需形状和尺寸的烧结成形体。粘结成形体的制备，通常是先将粒径小于300 μ m的各向同性R-T-B系磁性粉末与可作为粘结剂的热固性或热塑性树脂按一定比例混合，再通过压缩、注射、挤出和压延等成形方法制备成所需形状和尺寸的粘结成形体，使用热固性树脂作为粘结剂的成形体最后还需要加温固化。本发明的制造方法适用于任何组成的成形体，并不局限于某一种具体组成的成形体。同时，本发明的制造方法适用于任何形状和尺寸的成形体，优选一个或多方向尺寸小于5mm的成形体。
[0019]首先，去除按上述方法制得的成形体的角部的一部分或全部。去除角部的方法有:振动研磨，滚动研磨、机械研磨和切削等，优选振动研磨和滚动研磨。研磨频率根据成形体尺寸和形状的差别在IO-1OOHz之间调节。研磨使用的磨料形状可以是球状、椭圆形、立方体、三角柱、圆柱、圆锥、三角锥、四角锥、菱形体或各种无规则形体。磨料的材质可以是铁、碳素钢、其它的合金钢、铜及铜合金、铝及铝合金、其他的各种金属、合金或A1203、SiO2,Ti02、Zr02、SiC、陶瓷、玻璃、硬质塑料等。磨料可以单独使用也可以混合使用。磨料尺寸根据成形体尺寸和形状的不同，在等效直径为0.5-200mm的磨料中选择。
[0020]去除角部后该角部部位的形状可以是曲面、平面等，但曲面最合适，对于烧结成形体而言曲率半径最好在250 μ m以上，对于粘结成形体而言最好在150 μ m以上。粘结成形体去除的角部部分比烧结成形体小，这是因为粘结成形体中含有作为粘结剂的树脂，作为保护膜的树脂与粘结成形体表面的结合力比该作为保护膜的树脂与烧结成形体的结合力要大。即使粘结成形体角部的曲率半径较小，最终制得的粘结R-T-B系稀土类磁体也具有比烧结R-T-B系稀土类磁体优异的抗锈蚀能力。由于去除的角部越多，磁体的磁性能的损失也越大，所以R-T-B系稀土类磁体成形体的角部去除后的曲率半径不大于400 μ m是可取的。
[0021]形成树脂保护膜所使用的水性涂料，可以是现在市售的各种防护性的不含六价和三价铬化合物的水性涂料。为了增强成形体的树脂保护膜的金属光泽和质感，优选含金属粉的环氧树脂水性涂料。金属粉可以是Mg、Zn、Cu、Cd、Sn、Pb、Al、Au、Ag、Pd、Pt和Rh等,可以是其中的一种或是两种或以上，优选Zn粉、Al粉或锌铝合金粉，最优选锌铝合金粉。粉末粒径长度方向可以是5-50 μ m，优选5-25 μ m ;厚度方向可以是0.1-1.5 μ m，优选0.1-1ym0粉末的形状可以是针状、片状、银元状和爆米花状，优选银元状。金属粉适合添加涂料总重量的 30-60wt %，优选 40-50wt %。
[0022]为了提高成形体表面各部位涂料的均匀度，优选添加了触变剂的水性涂料，该触变剂使得金属粉末在最终形成的保护膜中能够在长度方向与基体表面平行排列。适用的触变剂包括纤维素衍生物、聚乙烯醇和改性脲溶液等，优选改性脲溶液。触变剂的添加量为涂料总重量的0.01-1.0wt %，优选0.1-0.3wt%。其它适合的触变剂包括改性粘土，如改性锂蒙脱石粘土和活化的蒙脱石粘土等，但不优选。所使用的树脂保护膜形成方法可以是静电涂装法、电泳涂装法、喷涂法、浸溃法、刷涂法或辊涂法等，从涂膜的致密性和保护膜与稀土类磁体成形体表面的结合力考虑，最适宜的是喷涂法。
[0023]上述喷涂法可以是利用喷枪等喷射工具，借助于空气压力，把水性涂料分散成均匀而微细的雾滴，喷射在经过去除角部处理的成形体上，再加热该成形体而形成树脂保护膜的涂装方法。
[0024]喷涂涂装前需对成形体表面进行公知的表面处理，表面处理可以是酸处理、碱处理、超声清洗或磷化等表面处理。
[0025]为了保证最终在成形体上形成均匀一致的涂层，在已喷射上涂料雾滴的成形体加热前，优选在40-80°C对该成形体表面进行预干燥，干燥时间10-30min。
[0026]在成形体表面形成的树脂保护膜厚度为5-40 μ m，优选10-25 μ m，更优选15-20 μ mD
[0027]实施例
[0028]下面结合实施例和比较实施例对【具体实施方式】进行更为详细的说明。
[0029]实施例1
[0030]熔炼合金得到化学式为Nd14.3(Fe, Co)76.8B5 9A13.0的甩带片，而后进行粗破碎一氢破碎一气流磨一混粉一取向成形-烧结-回火得到烧结成形体毛坯，再通过切割、钻孔和研磨等得到外径为30mm，内径为20mm，高度为2.0mm的烧结成形体。将此烧结成形体和直径IOmm的Al2O3陶瓷磨料在振磨机中振磨300分钟，振动频率30Hz，得到角部部位为曲面，曲率半径为250 μ m的成形体。然后对该成形体进行碱洗-超声水洗-酸洗-超声水洗等表面处理，碱洗采用氢氧化钠溶液，且用量在10-15g/L，时间为1-5分钟，超声水洗采用去离子水进行，酸洗采用l-10wt%的稀硝酸溶液，时间为1-3分钟。表面处理完后，对成形体表面进行含有Zn粉的水性环氧树脂涂料(JT-3019，广州集泰化工有限公司生产)的喷涂涂装。成形体表面均匀涂覆上一层涂料后，将其在120±3°C加热30min，得到烧结R-T-B系稀土类磁体A。
[0031]实施例2
[0032]将实施例1中所得的烧结成形体和直径IOmm的Al2O3陶瓷磨料在振磨机中振磨240分钟，振动频率30Hz，得到角部部位为曲面，曲率半径为200 μ m的成形体。对其实施与实施例1相同的表面处理、喷涂涂装及加热处理，得到烧结R-T-B系稀土类磁体B。
[0033]实施例3
[0034]将实施例1中所得的烧结成形体和直径IOmm的Al2O3陶瓷磨料在振磨机中振磨120分钟，振动频率30Hz，得到角部部位为曲面，曲率半径为100 μ m的成形体。对其实施与实施例1相同的表面处理、喷涂涂装及加热处理，得到烧结R-T-B系稀土类磁体C。
[0035]对比例I
[0036]将实施例1中所得的成形体，实施与实施例1相同的表面处理，再对其进行电泳涂装，电泳涂料为PPG涂料(天津)有限公司生产的阴极电泳漆，电泳电压为160V，电泳后将成形体在180°C加热30min，得到烧结R-T-B系稀土类磁体D。
[0037]实施例4
[0038]将80vol %的Nd-Fe-B磁性粉末(麦格昆磁(天津)有限公司生产)和20vol %的甲阶(Resol)型酚醛树脂混合搅拌，然后将混合物在常温下以9ton/cm2的压力成形，再在190±3°C下加热2小时使树脂固化,从而得到外径12mm,内径IOmm,高度2mm的环状粘结成形体。将此粘结成形体和直径5mm的Al2O3陶瓷磨料在振磨机中振磨60分钟，振动频率25Hz，得到角部部位为曲面，曲率半径为150 μ m的成形体。对所得成形体进行与实施例1相同的碱洗-超声水洗表面处理后，对其实施与实施例1相同的喷涂涂装和加热处理，得到粘结R-T-B系稀土类磁体E。
[0039]实施例5
[0040]将实施例4中所得的粘结成形体和直径5mm的Al2O3陶瓷磨料在振磨机中振磨40分钟，振动频率25Hz，得到角部为曲面，曲率半径为IOOym的成形体。对其实施与实施例4相同的表面处理、喷涂涂装及加热处理，得到粘结R-T-B系稀土类磁体F。
[0041]对比例2
[0042]将实施例4中所得的成形体，实施与实施例4相同的表面处理，再对其进行电泳涂装，电泳涂料与对比例I相同，电泳电压为100V，电泳后将成形体在180°C加热30min，得到粘结R-T-B系稀土类磁体G。
[0043]评价试验
[0044]按照[GB/T2423.40-1997《电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Cx:未饱和高压蒸汽恒定湿热》]对实施例1-5和对比例I和2所得到的R-T-B系稀土类磁体进行高压釜试验。采用此试验可以检测保护膜的致密性和保护膜与成形体表面的结合力。其中，试验温度为130°C，湿度控制在85%，压力为2.2个大气压。试验结果见表1。
[0045]表1
[0046]
【权利要求】
1.一种稀土类磁体的制造方法，包括: 去除磁体成形体的角部的步骤； 在去除所述角部后的磁体成形体的表面施用涂料的步骤； 在所述表面形成树脂保护膜的步骤。
2.根据权利要求1所述的稀土类磁体的制造方法，其特征在于，所述角部被去除后在所述角部部位形成曲面，所述曲面的曲率半径在150 μ m以上，400 μ m以下。
3.根据权利要求1所述的稀土类磁体的制造方法，其特征在于，所述涂料是不含六价和三价铬化合物的水性涂料。
4.根据权利要求3所述的稀土类磁体的制造方法，其特征在于，所述水性涂料为含金属粉的环氧树脂水性涂料。
5.根据权利要求4所述的稀土类磁体的制造方法，其特征在于，所述金属粉为Zn粉、Al粉或锌招合金粉。
6.根据权利要求5所述的稀土类磁体的制造方法，其特征在于，所述水性涂料还含有触变剂，所述触变剂为纤维素衍生物、聚乙烯醇或改性脲溶液。
7.根据权利要求5所述的稀土类磁体的制造方法，其特征在于，还包括: 在施用所述水性涂料之前对所述表面进行表面处理的步骤； 在施用所述水性涂料之后，在40-80°C对所述表面进行预干燥的步骤。
8.—种稀土类磁体，利用权利要求1-7任一项所述的稀土类磁体的制造方法制造。
9.根据权利要求8所述的稀土类磁体，其特征在于，所述树脂保护膜的厚度为5-40 μ m0
10.根据权利要求9所述的稀土类磁体，其特征在于，所述树脂保护膜的厚度为10-25 μ mD
【文档编号】H01F41/02GK103871725SQ201210535341
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2012年12月12日 优先权日:2012年12月12日
【发明者】梁奕, 王一伟, 李正, 饶晓雷, 胡伯平 申请人:北京中科三环高技术股份有限公司